Совершенствование конструкционных параметров инерционно-фрикционного амортизатора подвески АТС

• Автор: Воробьёв, Вениамин Вениаминович
• Шифр специальности: 05.05.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Волгоград
• Количество страниц: 232 с. : ил.

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ РАБОТЫ ДЕМПФИРУЮЩЕГО ЭЛЕМЕНТА

ПОДВЕСКИ СОВРЕМЕННЫХ ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ

1.1. Экспертная оценка значимости свойств подвески для пользователей серийных легковых автомобилей

1.2. Недостатки телескопических гидравлических амортизаторов

1.2.1. Конструкционные недостатки гидравлического амортизатора

1.2.2. Эксплутационные недостатки гидравлического амортизатора

1.2.3. Функциональные недостатки гидравлического амортизатора

1.3. Направления и тенденции по улучшению виброзащитных характеристик подвесок автомобиля

1.3.1. Анализ базовых конструкций

инерционно-фрикционных амортизаторов

1.4. Цель и задачи исследования

ГЛАВА 2. ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ КОНСТРУКЦИОННЫХ ПАРАМЕТРОВ ИФА
НА ВИБРОЗАЩИТНЫЕ СВОЙСТВА ПОДВЕСКИ АТС
2.1. Разработка структурных схем подвески АТС,
исходя из принципов работы ИФА
2.2. Оценочные показатели конструкций ИФА
2.3. Определение параметров структурных элементов ИФА
2.3.1. Определение формы и размеров инерционного элемента
2.3.2. Определение параметров муфты с учётом свойств
фрикционных материалов
2.3.3. Влияние параметров МИД на структурные элементы ИФА
2.4. Особенности расчёта конструкции ИФА с винтовой передачей
2.5. Разработка конструкции ИФА с МИД в виде червячного редуктора
2.6. Разработка математической модели подвески АТС,
включающую ИФА
2.6.1. Допущения, принятые при разработке
математической модели подвески АТС
2.6.2. Обоснование выбора возмущающего профиля
2.6.3. Математические модели подвески АТС,
с различными конструкциями ИФА
2.7. Выводы
ГЛАВА 3. МЕТОДИКИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ИФА
3.1. Методика определения виброзащитных свойств подвески АТС, включающую ИФА в цикле колебаний
3.1.2. Методика расчёта скорости скольжения в ФМ ИФА
3.2. Методики стендовых испытаний опытных конструкции ИФА
3.2.1. Методика стендовых испытания опытной конструкции
ИФА с МИД в виде редуктора
3.2.2. Методика стендовых испытаний опытной конструкции
ИФА с МИД в виде рейки

3.3. Методика дорожных испытаний опытной конструкции ИФА
3.4. Выводы
ГЛАВА 4. РАСЧЁТНО-ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ
ИССЛЕДОВАНИЯ ИФА
4.1. Стендовые испытания опытных конструкций ИФА
4.1.1. Стендовые испытания опытной конструкции ИФА
с МИД в виде редуктора
4.1.2. Стендовые испытания опытной конструкции ИФА
с МИД в виде рейки
4.2. Оценка достоверности математической модели
4.3. Влияние конструкционных параметров ИФА
на виброзащитные свойства подвески АТС
4.3.1. Зависимость виброзащитных свойств подвески АТС
от момента трения муфты ИФА
4.3.2. Зависимость момента трения от положения муфты в ИФА.
Явление скольжения
4.3.3. Зависимость виброзащитных свойств подвески АТС
от параметров маховика ИФА
4.3.4. Зависимость виброзащитных свойств подвески АТС
от параметров МИД
4.3.5. Зависимость виброзащитных свойств подвески АТС
от параметров МИД и маховика
4.3.6. Зависимость виброзащитных свойств подвески АТС
от параметров комбинированного МИД
4.3.7. Сравнение виброзащитных свойств ИФА и ГА
4.4. Определение параметров МИД в виде червячного редуктора
и анализ их влияния на свойства ИФА
4.5. Дорожные испытания опытной конструкции ИФА
4.6. Выводы
ГЛАВА 5. АНАЛИЗ И СИНТЕЗ КОНСТРУКЦИЙ ИФА
5.1. Комбинированные варианты конструкций ИФА
5.2. Методика расчёта МИД в виде червячного редуктора
5.2.1. Задняя подвеска грузового автомобиля
с использованием червячного ИФА
5.3. Реечная конструкция ИФА с внутренним зацеплением
5.4. Кинематические схемы подвесок для установки реечного ИФА
5.5. Сравнение ИФА по конструкционным критериям
5.5.1. Надёжность конструкций ИФА на этапе проектирования
5.6. Методика расчёта конструкций ИФА
5.7. Выводы
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ

Демпфирующий элемент подвески автомобиля, сконструированный в виде телескопического гидравлического амортизатора, за последние 50 лет практически не изменился. Большинство вопросов по гашению вынужденных колебаний кузова автомобиля, то есть параметры виброзащиты (комфорта), связанные с плавностью хода, определяются его функциональными характеристиками.
Несмотря на своё массовое распространение, гидравлический амортизатор ( ГА ) обладает некоторыми недостатками, приводящими к ухудшению виброзащитных свойств подвески. Однако в профильной литературе отсутствует их классификация. К этому следует добавить, что в среде водителей существует чёткое стремление к высокому уровню ездового комфорта. Подавляющее большинство водителей, согласно проведённому в работе опросу, предпочли бы автомобиль с более совершенной подвеской тому, что эксплуатируют в данный момент.
Это говорит о том, что, во-первых, существующий уровень развития виброзащиты подвесок серийных автомобилей не удовлетворяет пользователей; во-вторых, они позитивно реагируют на возможность выбора не только двигателя и трансмиссии, но и подвески своего автомобиля.
Эти выводы хорошо соотносятся с тем, что на автомобильный рынок в последнее время (с 2000 года) зарубежные фирмы-производители стали серийно выпускать модели автомобилей, у которых применяется активная подвеска, виб-розащитные свойства которой выше чем у существующих подвесок.
Главным элементом такой подвески стал гидроамортизатор, преобразованный в упруго-демпфирующий модуль, связанный с электронным блоком управления. Однако такой симбиоз значительно усложнил конструкцию подвески в целом, снизил надёжность и увеличил её стоимость.
Другой путь решения указанной проблемы, представленный в научных разработках отечественных учёных, - переход от существующих нерегулируе-

Момент инерции диска при вращении вокруг неподвижной оси равен:
(2.22)
с учётом (2.21)
(2.23 )
Обозначив
с12 = лр12 = /м
(2.24)
получим формулу, которая позволяет определять момент инерции маховика, задаваясь только его внешним радиусом
где /„ - постоянная диска, зависящая от плотности материала.
Подставим в формулу (2.25) коэффициент Ь, получим формулу, которая позволяет подбирать маховик, оперируя его компоновочными размерами:
Из формулы видно, что радиус маховика будет являться основным геометрическим параметром, определяющим его момент инерции. Однако, радиус маховика ограничен возможными габаритами ИФА.
Рассмотрим такую форму маховика, как кольцо (рис.2.7).
Толщина кольца определяется разницей внешнего и внутреннего радиусов, то есть
С увеличением а толщина кольца 5 увеличивается, и наоборот. В случае когда <я=1, толщина кольца 5=0, поэтому диапазон изменения этого отношения определяется неравенством:
(2.25)
(2.26)
5 = ДД = ЛЯ -Яв Введём коэффициент, учитывающий толщину кольца:
а = Ян
(2.27)
(2.28)
(2.29)